底板水防治理論課件

底板突水機(jī)理底板突水機(jī)理一、礦井水害類型及特點一、礦井水害類型及特點我國八大聚煤期

早寒武世

早石炭世(C1)

北方晚石炭世—早二疊世(C3-P1)

南方二疊紀(jì)(P)

晚三疊世(T3)

早中侏羅世(J1-2)

早白堊世(K1)

第三紀(jì)(E)。我國八大聚煤期

早寒武世

早石炭世(C1)

北方晚石炭世聚煤特征

1、從淺海海灣逐步向濱海、沿海地區(qū)并最后向陸地內(nèi)部遷移。

2、聚煤作用的氣候條件隨著植物界的發(fā)展演化，由熱帶、亞熱帶遷移擴(kuò)展至溫帶。古生代多為熱帶、亞熱帶，中生代以后多為溫帶。

3、各聚煤期植物不同。早古生代菌藻植物；晚古生代蕨類；中生代裸子植物、蕨類；新生代被子植物。聚煤特征

1、從淺海海灣逐步向濱海、沿海地區(qū)并最后向陸地內(nèi)煤炭資源的地理分布特點

分布廣泛、西多東少、北多南少、相對集中。

既廣泛又相對集中，是我國煤炭資源地理分布的重要特征。煤炭資源的地理分布特點

分布廣泛、西多東少、北多南少、底板水防治理論課件水源劃分水害類型地表水害第四系松散層孔隙水害侏羅系-第三系孔隙-裂隙水害煤系砂巖裂隙-孔隙水害煤系薄層灰?guī)r水害厚層灰?guī)r水害（北方奧灰，南方茅口灰?guī)r）老空、老窯水害其他水害（導(dǎo)水陷落柱、斷層、封閉不良鉆孔、防水設(shè)施、邊界煤柱等）水源劃分水害類型地表水害水害特點地表水害包括河流、水庫、湖泊、海洋、雨季洪水等。其危害為：通過井眼、礦井安全出口、采后塌陷坑、煤系含水層露頭、喀斯特塌陷等直接或間接透入礦井而造成事故；地表水體底部滲漏增大礦井涌水量；水害特點地表水害第四系松散層孔隙水害分布面積廣；廣泛接受大氣降水、地表水補(bǔ)給；為孔隙水，連通性好；與其他含水層露頭接觸，或其他方式發(fā)生水力聯(lián)系，可成為其他含水層的補(bǔ)給水源第四系松散層孔隙水害分布面積廣；侏羅系-第三系孔隙-裂隙水害一般分布面積局限；與第四系水有廣泛的水力聯(lián)系或直接接受大氣降水、地表水補(bǔ)給；為孔隙-裂隙水，連通性較差，局部富水性較強(qiáng)；與其他含水層露頭接觸，可成為其他含水層的補(bǔ)給水源侏羅系-第三系孔隙-裂隙水害一般分布面積局限；底板水防治理論課件底板水防治理論課件底板水防治理論課件煤系砂巖裂隙-孔隙水害具有成層性，一般具多層特點；為裂隙-孔隙水或裂隙水，具有較強(qiáng)的方向性，在某些方向上連通性好，裂隙發(fā)育部位富水性較強(qiáng)；在沒有地表水、第四系水及其他水源補(bǔ)給條件下，其動、靜儲量往往不大；距離煤層近，影響較大。煤系砂巖裂隙-孔隙水害具有成層性，一般具多層特點；底板水防治理論課件底板水防治理論課件煤系薄層灰?guī)r水害灰?guī)r厚度較小，靜儲量不大；在有充足補(bǔ)給水源條件下，動儲量較大；一般為巖溶-裂隙含水層水或裂隙-巖溶含水層水，富水性不均勻；巖溶裂隙的發(fā)育程度與埋藏深度、構(gòu)造發(fā)育程度、構(gòu)造部位有關(guān)；夾在可采煤層之間或煤層與奧灰之間，距離煤層較近，甚至直接成為煤層頂、底板，對煤層開采影響大。煤系薄層灰?guī)r水害灰?guī)r厚度較小，靜儲量不大；厚層灰?guī)r水害奧陶系灰?guī)r出露廣泛，接受大氣降水、地表水或第四系等水的補(bǔ)給，總體補(bǔ)給水源充足，動、靜儲量巨大；一般為巖溶-裂隙含水層水或巖溶含水層水；發(fā)育兩套巖溶系統(tǒng)，古巖溶和近代巖溶；具有強(qiáng)徑流帶和分支徑流帶，水力系統(tǒng)復(fù)雜，不均勻性顯著；巖溶裂隙的發(fā)育程度與埋藏深度、構(gòu)造發(fā)育程度、構(gòu)造部位有關(guān)；含水性強(qiáng)，可疏降性差，對近距離煤層開采影響大。厚層灰?guī)r水害奧陶系灰?guī)r底板水防治理論課件底板水防治理論課件張家界黃龍洞張家界黃龍洞底板水防治理論課件底板水防治理論課件底板水防治理論課件江蘇宜興善卷洞江蘇宜興善卷洞底板水防治理論課件底板水防治理論課件底板水防治理論課件老空、老窯水害積存于生產(chǎn)或開拓水平之上；水量不大，一般不會造成淹井危害；一旦揭露，水量集中，來勢猛，往往以“有壓管道流”的形式突然潰出；具有很大的沖擊力和破壞力，對人身安全危害極大；老窯水積存時間長，水的酸性強(qiáng)，腐蝕性強(qiáng)，危害大；老空、老窯水害積存于生產(chǎn)或開拓水平之上；其他水害巖溶陷落柱：突水通道，危害大；斷層，導(dǎo)水：活化，斷層影響帶；封閉不良鉆孔：導(dǎo)水通道，連通含水層；防水設(shè)施：主要是擋水墻，有水或無水，圍巖、墻體穩(wěn)定性，靜水或動水；邊界煤柱：破壞，不穩(wěn)定，易引發(fā)突發(fā)性事故；。其他水害巖溶陷落柱：突水通道，危害大；4)第Ⅳ帶（h4）,原始導(dǎo)高帶

是指不受礦山壓力作用的影響，并發(fā)育有承壓水的原始導(dǎo)高的層帶。其特點為：因水化學(xué)作用，巖石處于彈塑性、塑性狀態(tài)；裂隙發(fā)育差參不齊，并已成為突水通道；巖層的連續(xù)性差；底板水從該帶突出只需克服沿程阻力。

4)第Ⅳ帶（h4）,原始導(dǎo)高帶各帶厚度的確定

礦壓破壞帶

各帶厚度的確定礦壓破壞帶新增損傷帶

新增損傷帶原始導(dǎo)高帶及原始損傷帶

原始導(dǎo)高帶及原始損傷帶底板破壞型突水條件

1)若h3≠0，則不突水；

2)若h3＝0，h2≠０，且P<σ(1-D)，則不突水。其中，P為水壓，σ為損傷底板巖石抗壓強(qiáng)度，D為底板損傷變量；

3)若h3＝0，h2≠０，且P>σ(1-D)，則突水；

4)若h3=0，h2＝0，則突水。底板破壞型突水條件1)若h3≠0，則不突水；底板破壞深度的計算方法經(jīng)驗公式底板破壞深度的計算方法經(jīng)驗公式損傷理論損傷理論底板水防治理論課件損傷底板破壞深度預(yù)測損傷底板破壞深度預(yù)測白莊煤礦7105工作面為-430m水平的第一個工作面，開采深度平均為520m，工作面斜長80m，煤層的傾角為10o，堅固性系數(shù)為3。底板損傷度0.33。白莊煤礦7105工作面為-430m水平的第一個工作面，開采深根據(jù)“下三帶”理論10.66m，根據(jù)“規(guī)程”10.36m，根據(jù)無損傷經(jīng)驗公式13.8m，根據(jù)損傷經(jīng)驗公式21.23m,現(xiàn)場實測22.47m.根據(jù)“下三帶”理論10.66m，底板破壞深度實測設(shè)備

——雙端封堵側(cè)漏儀底板破壞深度實測設(shè)備

——計算機(jī)數(shù)值模擬計算機(jī)數(shù)值模擬非線性預(yù)測理論公式神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論信息融合理論非線性預(yù)測理論公式神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論沿運(yùn)煤巷沿運(yùn)煤巷傾向垂直切片平行切眼60間距傾向垂直切片平行切眼60間距底板水防治理論課件底板水防治理論課件2、頂板水探測2、頂板水探測滕東生建煤礦3下107工作面頂板地層電阻率三維數(shù)據(jù)體

滕東生建煤礦3下107工作面頂板地層電阻率三維數(shù)據(jù)體頂板上10米

頂板上10米頂板上20米頂板上20米頂板上30米頂板上30米頂板上40米頂板上40米頂板上50米頂板上50米頂板上60米頂板上60米頂板上70米頂板上70米頂板上80米頂板上80米頂板上90米頂板上90米頂板上100米頂板上100米頂板上110米頂板上110米頂板上120米頂板上120米3煤頂板富水區(qū)分布圖3煤頂板富水區(qū)分布圖動態(tài)監(jiān)測——以龍固礦為例動態(tài)監(jiān)測——以龍固礦為例龍固礦1301N工作面采前富水性分布圖龍固礦1301N工作面采前富水性分布圖第1次2009年10月6日

第1次2009年10月6日工作面迎頭前方390m富水區(qū)工作面迎頭前方390m富水區(qū)第二次2009.10.3

第二次2009.10.3迎頭390m富水區(qū)迎頭390m富水區(qū)第三次探測2010.1.23第三次探測2010.1.23迎頭390m富水區(qū)迎頭390m富水區(qū)2010.2.202010.2.20演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！底板突水機(jī)理底板突水機(jī)理一、礦井水害類型及特點一、礦井水害類型及特點我國八大聚煤期

早寒武世

早石炭世(C1)

北方晚石炭世—早二疊世(C3-P1)

南方二疊紀(jì)(P)

晚三疊世(T3)

早中侏羅世(J1-2)

早白堊世(K1)

第三紀(jì)(E)。我國八大聚煤期

早寒武世

早石炭世(C1)

北方晚石炭世聚煤特征

1、從淺海海灣逐步向濱海、沿海地區(qū)并最后向陸地內(nèi)部遷移。

2、聚煤作用的氣候條件隨著植物界的發(fā)展演化，由熱帶、亞熱帶遷移擴(kuò)展至溫帶。古生代多為熱帶、亞熱帶，中生代以后多為溫帶。

3、各聚煤期植物不同。早古生代菌藻植物；晚古生代蕨類；中生代裸子植物、蕨類；新生代被子植物。聚煤特征

1、從淺海海灣逐步向濱海、沿海地區(qū)并最后向陸地內(nèi)煤炭資源的地理分布特點

分布廣泛、西多東少、北多南少、相對集中。

既廣泛又相對集中，是我國煤炭資源地理分布的重要特征。煤炭資源的地理分布特點

分布廣泛、西多東少、北多南少、底板水防治理論課件水源劃分水害類型地表水害第四系松散層孔隙水害侏羅系-第三系孔隙-裂隙水害煤系砂巖裂隙-孔隙水害煤系薄層灰?guī)r水害厚層灰?guī)r水害（北方奧灰，南方茅口灰?guī)r）老空、老窯水害其他水害（導(dǎo)水陷落柱、斷層、封閉不良鉆孔、防水設(shè)施、邊界煤柱等）水源劃分水害類型地表水害水害特點地表水害包括河流、水庫、湖泊、海洋、雨季洪水等。其危害為：通過井眼、礦井安全出口、采后塌陷坑、煤系含水層露頭、喀斯特塌陷等直接或間接透入礦井而造成事故；地表水體底部滲漏增大礦井涌水量；水害特點地表水害第四系松散層孔隙水害分布面積廣；廣泛接受大氣降水、地表水補(bǔ)給；為孔隙水，連通性好；與其他含水層露頭接觸，或其他方式發(fā)生水力聯(lián)系，可成為其他含水層的補(bǔ)給水源第四系松散層孔隙水害分布面積廣；侏羅系-第三系孔隙-裂隙水害一般分布面積局限；與第四系水有廣泛的水力聯(lián)系或直接接受大氣降水、地表水補(bǔ)給；為孔隙-裂隙水，連通性較差，局部富水性較強(qiáng)；與其他含水層露頭接觸，可成為其他含水層的補(bǔ)給水源侏羅系-第三系孔隙-裂隙水害一般分布面積局限；底板水防治理論課件底板水防治理論課件底板水防治理論課件煤系砂巖裂隙-孔隙水害具有成層性，一般具多層特點；為裂隙-孔隙水或裂隙水，具有較強(qiáng)的方向性，在某些方向上連通性好，裂隙發(fā)育部位富水性較強(qiáng)；在沒有地表水、第四系水及其他水源補(bǔ)給條件下，其動、靜儲量往往不大；距離煤層近，影響較大。煤系砂巖裂隙-孔隙水害具有成層性，一般具多層特點；底板水防治理論課件底板水防治理論課件煤系薄層灰?guī)r水害灰?guī)r厚度較小，靜儲量不大；在有充足補(bǔ)給水源條件下，動儲量較大；一般為巖溶-裂隙含水層水或裂隙-巖溶含水層水，富水性不均勻；巖溶裂隙的發(fā)育程度與埋藏深度、構(gòu)造發(fā)育程度、構(gòu)造部位有關(guān)；夾在可采煤層之間或煤層與奧灰之間，距離煤層較近，甚至直接成為煤層頂、底板，對煤層開采影響大。煤系薄層灰?guī)r水害灰?guī)r厚度較小，靜儲量不大；厚層灰?guī)r水害奧陶系灰?guī)r出露廣泛，接受大氣降水、地表水或第四系等水的補(bǔ)給，總體補(bǔ)給水源充足，動、靜儲量巨大；一般為巖溶-裂隙含水層水或巖溶含水層水；發(fā)育兩套巖溶系統(tǒng)，古巖溶和近代巖溶；具有強(qiáng)徑流帶和分支徑流帶，水力系統(tǒng)復(fù)雜，不均勻性顯著；巖溶裂隙的發(fā)育程度與埋藏深度、構(gòu)造發(fā)育程度、構(gòu)造部位有關(guān)；含水性強(qiáng)，可疏降性差，對近距離煤層開采影響大。厚層灰?guī)r水害奧陶系灰?guī)r底板水防治理論課件底板水防治理論課件張家界黃龍洞張家界黃龍洞底板水防治理論課件底板水防治理論課件底板水防治理論課件江蘇宜興善卷洞江蘇宜興善卷洞底板水防治理論課件底板水防治理論課件底板水防治理論課件老空、老窯水害積存于生產(chǎn)或開拓水平之上；水量不大，一般不會造成淹井危害；一旦揭露，水量集中，來勢猛，往往以“有壓管道流”的形式突然潰出；具有很大的沖擊力和破壞力，對人身安全危害極大；老窯水積存時間長，水的酸性強(qiáng)，腐蝕性強(qiáng)，危害大；老空、老窯水害積存于生產(chǎn)或開拓水平之上；其他水害巖溶陷落柱：突水通道，危害大；斷層，導(dǎo)水：活化，斷層影響帶；封閉不良鉆孔：導(dǎo)水通道，連通含水層；防水設(shè)施：主要是擋水墻，有水或無水，圍巖、墻體穩(wěn)定性，靜水或動水；邊界煤柱：破壞，不穩(wěn)定，易引發(fā)突發(fā)性事故；。其他水害巖溶陷落柱：突水通道，危害大；4)第Ⅳ帶（h4）,原始導(dǎo)高帶

是指不受礦山壓力作用的影響，并發(fā)育有承壓水的原始導(dǎo)高的層帶。其特點為：因水化學(xué)作用，巖石處于彈塑性、塑性狀態(tài)；裂隙發(fā)育差參不齊，并已成為突水通道；巖層的連續(xù)性差；底板水從該帶突出只需克服沿程阻力。

4)第Ⅳ帶（h4）,原始導(dǎo)高帶各帶厚度的確定

礦壓破壞帶

各帶厚度的確定礦壓破壞帶新增損傷帶

新增損傷帶原始導(dǎo)高帶及原始損傷帶

原始導(dǎo)高帶及原始損傷帶底板破壞型突水條件

1)若h3≠0，則不突水；

2)若h3＝0，h2≠０，且P<σ(1-D)，則不突水。其中，P為水壓，σ為損傷底板巖石抗壓強(qiáng)度，D為底板損傷變量；

3)若h3＝0，h2≠０，且P>σ(1-D)，則突水；

4)若h3=0，h2＝0，則突水。底板破壞型突水條件1)若h3≠0，則不突水；底板破壞深度的計算方法經(jīng)驗公式底板破壞深度的計算方法經(jīng)驗公式損傷理論損傷理論底板水防治理論課件損傷底板破壞深度預(yù)測損傷底板破壞深度預(yù)測白莊煤礦7105工作面為-430m水平的第一個工作面，開采深度平均為520m，工作面斜長80m，煤層的傾角為10o，堅固性系數(shù)為3。底板損傷度0.33。白莊煤礦7105工作面為-430m水平的第一個工作面，開采深根據(jù)“下三帶”理論10.66m，根據(jù)“規(guī)程”10.36m，根據(jù)無損傷經(jīng)驗公式13.8m，根據(jù)損傷經(jīng)驗公式21.23m,現(xiàn)場實測22.47m.根據(jù)“下三帶”理論10.66m，底板破壞深度實測設(shè)備

——雙端封堵側(cè)漏儀底板破壞深度實測設(shè)備

——計算機(jī)數(shù)值模擬計算機(jī)數(shù)值模擬非線性預(yù)測理論公